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Self-weight consolidation of mixtures of mine waste rock and tailings

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Abstract:

Mixtures of waste rock and tailings are compared with unmixed waste rock and tailings in a column study of self weight consolidation. Standard practice for surface mine waste disposal produces the two individual waste streams of waste rock and tailings. Waste rock dumps offer high strength and low compressibility characteristics but are prone to oxidation and metal leaching because of their high permeability and unsaturated conditions. Tailings deposits typically have low permeability and slow time rate consolidation properties but also have end land use issues and long term stability problems related to shear strength. Three mixtures of waste rock and tailings were loaded into columns and monitored for settlement, drainage, and pore-water pressure response for 100 days. A fourth column was built with waste rock only as a control. Mixtures with approximately 5:1 waste rock to tailings by dry mass were found to have a hydraulic conductivity similar to tailings alone and total settlements similar to waste rock alone. Mixture materials also remained saturated during the 100 day test. Results indicate that mixing waste rock and tailings for disposal is a promising idea that may help eliminate problems arising from current practices in mine waste disposal.Key words: co-disposal, hydraulic conductivity, self weight consolidation, tailings, waste rock.

On compare des mélanges de résidus de roches et de stériles à des résidus de roche et à des stériles non mélangés au cours d'une étude de consolidation de ces matériaux sous leur poids propre dans des colonnes. La pratique standard pour l'entreposage en surface des résidus miniers produit deux courants individuels de résidus, soit les résidus de roche et les stériles. Les décharges de résidus de roches ont des caractéristiques de forte résistance et de faible compressibilité, mais elles sont sujettes à l'oxydation et au lessivage des métaux à cause de leur forte perméabilité et de leurs conditions non saturées. Les dépôts de stériles possèdent typiquement des propriétés de faible perméabilité et de faible vitesse de consolidation, mais ils présentent aussi des problèmes d'utilisation du terrain à la fin de l'opération et des problèmes de stabilité à long terme découlant de leur résistance au cisaillement. Trois mélanges de résidus de roches et de stériles ont été déposés dans des colonnes et on a mesuré le tassement, le drainage, et la variation de la pression interstitielle durant 100 jours. Une quatrième colonne a été chargée seulement avec des résidus rocheux pour fin de contrôle. On a trouvé que les mélanges contenant cinq parties de résidus de roches pour une partie de stériles en terme de masse sèche avaient une conductivité hydraulique similaire à celle des stériles seuls et des tassements totaux similaires à ceux des résidus de roches seuls. Les matériaux des mélanges sont restés saturés durant les 100 jours de l'essai. Les résultats indiquent que mélanger les résidus de roches et les stériles pour l'entreposage est une idée prometteuse qui peut aider à éliminer les problèmes découlant de la pratique courante pour l'entreposage de résidus miniers.Mots clés : co-entreposage, conductivité hydraulique, consolidation sous le poids propre, stériles, résidus de roches.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2005

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  • Published since 1963, this monthly journal features articles, notes, and discussions related to new developments in geotechnical and geoenvironmental engineering, and applied sciences. The topics of papers written by researchers, theoreticians, and engineers/scientists active in industry include soil and rock mechanics, material properties and fundamental behaviour, site characterization, foundations, excavations, tunnels, dams and embankments, slopes, landslides, geological and rock engineering, ground improvement, hydrogeology and contaminant hydrogeology, geochemistry, waste management, geosynthetics, offshore engineering, ice, frozen ground and northern engineering, risk and reliability applications, and physical and numerical modelling. Papers on actual case records from practice are encouraged and frequently featured.
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